KR102220128B1 - Charged particle beam system - Google Patents

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슌스케 미즈타니
šœ스케 미즈타니
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Abstract

하전 입자원으로부터 방출된 하전 입자선을 시료에 조사(照射)해서 발생하는 전자를 검출하는 검출부를 포함하는 하전 입자선 장치와, 상기 검출부의 검출 신호가 배선을 통해 입력되는 신호 검출부를 갖는 하전 입자선 시스템이다. 상기 신호 검출부는, 상기 검출부의 검출 신호를, 상승 신호와 하강 신호로 분리하는 분리부와, 적어도 상기 하강 신호의 링잉(ringing)을 제거하는 하강 신호 처리부와, 상기 분리부에 의해 분리된 상승 신호와, 상기 하강 신호 처리부에 의해 상기 링잉이 제거된 하강 신호를 합성한 합성 신호를 생성하여 출력하는 합성부를 갖는다.Charged particle beam device including a detection unit that detects electrons generated by irradiating a sample with charged particle rays emitted from a charged particle source, and a charged particle having a signal detection unit through which the detection signal of the detection unit is input through wiring It is a line system. The signal detection unit includes a separation unit for separating the detection signal of the detection unit into a rising signal and a falling signal, a falling signal processing unit for removing at least ringing of the falling signal, and a rising signal separated by the separation unit And a synthesis unit for generating and outputting a synthesized signal obtained by combining the falling signal from which the ringing is removed by the falling signal processing unit.

Description

하전 입자선 시스템Charged particle beam system

본 발명은 하전 입자선 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a charged particle beam system.

주사 전자 현미경은, 통상, 반도체 디바이스의 평가 및 계측 장치로서 이용되고 있다. 주사 전자 현미경을 이용한 계측에 있어서, 시료에 일차 전자선을 조사(照射)하면, 전자와 시료의 상호작용에 의해 다양한 에너지를 가진 신호 전자가 다양한 방향으로 출사(出射)한다. 신호 전자는 출사 에너지와 출사 각도에 따라 시료에 관해서 다른 정보를 가지고 있으며, 신호 전자를 구별하여 검출함으로써 다양한 계측이 가능해진다.A scanning electron microscope is usually used as an evaluation and measurement device of a semiconductor device. In measurement using a scanning electron microscope, when a sample is irradiated with a primary electron beam, signal electrons having various energies are emitted in various directions due to the interaction between the electrons and the sample. The signal electrons have different information about the sample according to the emission energy and the emission angle, and various measurements are possible by distinguishing and detecting the signal electrons.

일반적으로, 50eV 이하의 에너지로 출사하는 신호 전자를 이차 전자, 그보다도 크고, 일차 전자선의 에너지에 가까운 에너지로 출사하는 신호 전자를 반사(反射) 전자라고 하고, 신호 전자는 구별된다.In general, signal electrons emitted with an energy of 50 eV or less are referred to as secondary electrons, and signal electrons that are larger than that and emitted with energy close to the energy of the primary electron beam are referred to as reflection electrons, and signal electrons are distinguished.

일반적으로, 시료에 일차 전자선을 조사함으로써 시료로부터 튀어나온 전자를 이차 전자라고 한다. 또한, 시료에 일차 전자선을 조사해서 시료로부터 반사되어온 전자를 반사 전자라고 한다. 이차 전자와 반사 전자는, 신호 전자로서는 구별하여 취급된다. 그래서, 이차 전자뿐만 아니라 반사 전자를 포착해서 얻은 정보를 화상화함으로써, 주사 전자 현미경의 성능을 향상시키는 것이 가능하다.In general, electrons protruding from the sample by irradiating the sample with a primary electron beam are referred to as secondary electrons. In addition, electrons reflected from the sample by irradiating the sample with a primary electron beam are called reflective electrons. Secondary electrons and reflective electrons are handled separately as signal electrons. Therefore, it is possible to improve the performance of the scanning electron microscope by imaging the information obtained by capturing not only secondary electrons but also reflection electrons.

또한, 구분의 방법으로서, 50eV 이하의 에너지로 출사하는 신호 전자를 이차 전자, 그보다도 크고, 일차 전자선의 에너지에 가까운 에너지로 출사하는 신호 전자를 반사 전자라고 하여, 신호 전자를 구별하는 경우도 있다.In addition, as a method of classification, signal electrons emitted with an energy of 50 eV or less are referred to as secondary electrons, and signal electrons that are larger than that and emitted with energy close to the energy of the primary electron beam are referred to as reflective electrons, and signal electrons may be distinguished. .

특허문헌 1에는, 반사 전자를 검출하기 위해 검출기로서 반도체 소자를 이용하고, 이 검출기의 검출 신호를 외부의 제어 시스템에 입력해서 디스플레이 시스템에 전자 화상을 작성하는 기술이 개시되어 있다.Patent Document 1 discloses a technique in which a semiconductor element is used as a detector to detect reflected electrons, and a detection signal of this detector is input to an external control system to create an electronic image in a display system.

일본국 특표2013-541799호 공보Japanese special publication 2013-541799

이차 전자에 비해 반사 전자의 수는 적으므로, 화상화에 충분한 반사 전자를 보충하기 위해서는, 가능한 한 시료의 근방에서 보충하는 것이 중요하다. 시료의 근방에 배치 가능한 검출기로서는, 광／전기 변환 소자 등의 반도체 소자를 이용하는 것이 바람직하다.Since the number of reflected electrons is smaller than that of secondary electrons, it is important to supplement as close to the sample as possible in order to supplement enough reflected electrons for imaging. As a detector that can be disposed in the vicinity of the sample, it is preferable to use a semiconductor element such as an optical/electric conversion element.

그러나, 광／전기 변환 소자를 반사 전자의 검출기로서 이용할 경우, 광／전기 변환 소자로부터의 검출 신호의 신호 처리 회로는, 주사 전자 현미경의 진공 칼럼 내의 오염을 방지하기 위해, 진공 칼럼의 외부의 대기중에 배치된다. 이 때문에, 광／전기 변환 소자와 신호 처리 회로 사이를 긴 거리의 배선으로 접속할 필요가 있다.However, when the photo/electric conversion element is used as a reflective electron detector, the signal processing circuit of the detection signal from the photo/electric conversion element prevents contamination in the vacuum column of the scanning electron microscope. Is placed in the middle. For this reason, it is necessary to connect the optical/electric conversion element and the signal processing circuit with a long-distance wiring.

이 경우, 광／전기 변환 소자는 출력 임피던스가 출력 전류에 의해 변화하므로, 광／전기 변환 소자의 출력 임피던스와, 신호 처리 회로의 입력 임피던스 사이의 임피던스 정합이 곤란해진다.In this case, since the output impedance of the optical/electric conversion element changes according to the output current, it becomes difficult to match the impedance between the output impedance of the optical/electric conversion element and the input impedance of the signal processing circuit.

이 때문에, 배선으로 이어진 광／전기 변환 소자와 신호 처리 회로 사이에서 반사가 발생하고, 광／전기 변환 소자로부터의 검출 신호가 광／전기 변환 소자와 신호 처리 회로 사이에서 반사를 반복한다. 이 결과, 광／전기 변환 소자로부터의 검출 신호에 반사 신호가 중첩되어 검출 파형의 하강에 링잉(ringing)(톱 형상의 노이즈)이 발생한다. 이러한 링잉이 발생하면 검사 화상에 노이즈가 생겨, 검사 화상을 정확하게 계측하여 관찰하는 것이 곤란해진다.For this reason, reflection occurs between the light/electric conversion element and the signal processing circuit connected by the wiring, and the detection signal from the light/electric conversion element repeats reflection between the light/electric conversion element and the signal processing circuit. As a result, the reflected signal is superimposed on the detection signal from the optical/electric conversion element, and ringing (top-shaped noise) occurs in the falling of the detection waveform. When such ringing occurs, noise is generated in the inspection image, and it becomes difficult to accurately measure and observe the inspection image.

특허문헌 1에는, 검출 파형의 하강에 링잉이 발생하고, 이 링잉을 원인으로 검사 화상을 정확하게 계측하여 관찰하는 것이 곤란해진다는 과제, 및 그 해결 수단에 대해서는 언급되어 있지 않다.In Patent Literature 1, there is no mention of a problem that ringing occurs in the fall of the detection waveform, and it becomes difficult to accurately measure and observe an inspection image due to this ringing, and a solution thereof.

본 발명의 목적은, 하전 입자선 시스템에 있어서 검사 화상을 정확하게 계측하여 관찰하는 것에 있다.An object of the present invention is to accurately measure and observe an inspection image in a charged particle beam system.

본 발명의 일 태양의 하전 입자선 시스템은, 하전 입자원으로부터 방출된 하전 입자선을 시료에 조사해서 발생하는 전자를 검출하는 검출부를 포함하는 하전 입자선 장치와, 상기 검출부의 검출 신호가 배선을 통해 입력되는 신호 검출부를 갖고, 상기 신호 검출부는, 상기 검출부의 검출 신호를, 상승 신호와 하강 신호로 분리하는 분리부와, 적어도 상기 하강 신호의 링잉을 제거하는 하강 신호 처리부와, 상기 분리부에 의해 분리된 상승 신호와 상기 하강 신호 처리부에 의해 상기 링잉이 제거된 하강 신호를 합성한 합성 신호를 생성하여 출력하는 합성부를 갖는 것을 특징으로 한다.A charged particle beam system according to an aspect of the present invention includes a charged particle beam device including a detection unit that detects electrons generated by irradiating a sample with charged particle rays emitted from a charged particle source, and the detection signal of the detection unit connects the wiring. And a signal detection unit inputted through a signal detection unit, wherein the signal detection unit includes a separation unit for separating the detection signal of the detection unit into a rising signal and a falling signal, a falling signal processing unit for removing at least ringing of the falling signal, and the separation unit And a synthesizer for generating and outputting a synthesized signal obtained by synthesizing the rising signal separated by the falling signal and the falling signal from which the ringing is removed by the falling signal processing unit.

본 발명에 의하면, 하전 입자선 시스템에 있어서 검사 화상을 정확하게 계측하여 관찰할 수 있다.According to the present invention, an inspection image can be accurately measured and observed in a charged particle beam system.

도 1은 실시예 1의 하전 입자선 시스템의 구성을 나타내는 도면.
도 2는 신호 파형의 일례를 나타내는 도면.
도 3은 실시예 2의 하전 입자선 시스템의 구성을 나타내는 도면.
도 4a는 실시예 3의 하전 입자선 시스템의 구성을 나타내는 도면.
도 4b는 신호 검출부의 출력 신호의 파형(a), 가산 연산시의 신호 검출부의 출력 신호의 파형(b), 감산 연산시의 신호 검출부의 출력 신호의 파형(c)을 나타내는 도면.
도 5의 (a)는 종래 방식의 검출 신호의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이며, (b)는 실시예의 검출 신호의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면.1 is a diagram showing a configuration of a charged particle beam system of Example 1. FIG.
2 is a diagram showing an example of a signal waveform.
3 is a diagram showing the configuration of a charged particle beam system of Example 2. FIG.
4A is a diagram showing a configuration of a charged particle beam system of Example 3. FIG.
4B is a diagram showing a waveform (a) of an output signal of a signal detection unit, a waveform (b) of an output signal of a signal detection unit during an addition operation, and a waveform (c) of an output signal of a signal detection unit during a subtraction operation.
Fig. 5A is a diagram showing a simulation result of a detection signal according to a conventional method, and Fig. 5B is a diagram showing a simulation result of a detection signal in the embodiment.

이하, 도면을 이용하여 실시예에 대해서 설명한다.Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.

[실시예 1][Example 1]

도 1 및 도 2를 참조하여, 실시예 1의 하전 입자선 시스템에 대해서 설명한다.The charged particle beam system of Example 1 is described with reference to FIGS. 1 and 2.

도 1에 나타내는 바와 같이, 진공 환경인 전자 현미경 칼럼(하전 입자선 장치)(112)의 내부에, 전자총(하전 입자원)(101)이 배치되어 있으며, 전자총(101)으로부터 방출된 일차 전자선(102)은, 일차 전자선 광축을 따라 비행한다. 일차 전자선(102)은 편향기(105)에서 궤도가 조정되고, 대물 렌즈(107)에 의해 일차 전자선은 시료(109) 상에 수속(收束)된다.As shown in FIG. 1, an electron gun (charged particle source) 101 is disposed inside an electron microscope column (charged particle beam device) 112 in a vacuum environment, and the primary electron beam emitted from the electron gun 101 ( 102) flies along the optical axis of the primary electron beam. The trajectory of the primary electron beam 102 is adjusted by the deflector 105, and the primary electron beam is converged on the specimen 109 by the objective lens 107.

시료(109)에는 부전압이 인가되어 있으며, 일차 전자(102)는 전자총(101)에서 발생했을 때의 에너지보다도 작은 에너지로 시료에 충돌한다. 일차 전자(102)의 충돌에 의해 시료로부터 발생한 반사 전자(108)와 이차 전자(103)는 각각의 출사 에너지 및 출사 각도에 따라 전자 현미경 칼럼(112) 내를 비행한다.A negative voltage is applied to the sample 109, and the primary electrons 102 collide with the sample with energy less than the energy generated by the electron gun 101. The reflected electrons 108 and the secondary electrons 103 generated from the sample due to the collision of the primary electrons 102 fly through the electron microscope column 112 according to the respective emission energy and emission angle.

여기에서, 시료(109)에 일차 전자선(102)을 조사함으로써 시료(109)의 전자가 튀어나온 전자가 이차 전자이며, 시료(109)에 일차 전자선(102)을 조사해서 시료(109)로부터 반사되어온 전자가 반사 전자이다.Here, by irradiating the primary electron beam 102 on the sample 109, the electrons from which the electrons protruding from the sample 109 are secondary electrons, and the primary electron beam 102 is irradiated on the sample 109 and reflected from the sample 109. The electrons that have become reflective electrons.

신틸레이터(136)에 반사 전자(108)가 충돌하면, 반사 전자(108)는 광으로 변환되고, 광／전기 변환 소자(106a, 106b)에 의해 광이 검출 전류로 변환된다. 광／전기 변환 소자(106a, 106b)로서는, 예를 들면, 포토다이오드나 반도체 광검출기(Si-PM: silicon photomultiplier) 등의 반도체 소자, 포토멀(photomultiplier)이 이용된다. 검출 전류는 진공 내 배선(110), 하메틱(111) 및 대기중 배선(113)을 통해서 신호 검출부(114)에 전송된다.When the reflective electrons 108 collide with the scintillator 136, the reflective electrons 108 are converted into light, and the light is converted into a detection current by the photo/electric conversion elements 106a and 106b. As the photoelectric conversion elements 106a and 106b, for example, a photodiode, a semiconductor element such as a semiconductor photomultiplier (Si-PM), and a photomultiplier are used. The detection current is transmitted to the signal detector 114 through the wiring 110 in the vacuum, the hammatic 111 and the wiring 113 in the atmosphere.

신호 검출부(114)에서는, 광／전기 변환 소자(106a, 106b)의 검출 신호는, 프리앰프(115)를 통해 수신 신호(116)로 변환되어 분리부(117)에 입력된다. 분리부(117)에서는, 수신 신호(116)의 상승 에지 검출과 피크 검출을 행하고, 에지 검출과 피크 검출에 의해 얻어진 상승 신호(118)가 합성부(124)에 입력된다.In the signal detection unit 114, the detection signals of the optical/electric conversion elements 106a and 106b are converted into a reception signal 116 through the preamplifier 115 and input to the separation unit 117. In the separating unit 117, the rising edge detection and peak detection of the received signal 116 are performed, and the rising signal 118 obtained by the edge detection and the peak detection is input to the synthesis unit 124.

또한, 분리부(117)는, 에지 검출과 피크 검출에 의해 얻어진 하강 신호(119)를 출력한다. 하강 신호(119)는, 하강 신호 처리부(120)에 입력된다. 하강 신호 처리부(120)에서는, 링잉 제거부(121)에서 하강 신호(119)의 링잉을 제거하고, 펄스폭 단축부(120)에서 하강 신호(119)의 펄스폭을 단축하여 하강 시간의 고속화를 행한다.Further, the separation unit 117 outputs a falling signal 119 obtained by edge detection and peak detection. The falling signal 119 is input to the falling signal processing unit 120. In the falling signal processing unit 120, the ringing removal unit 121 removes the ringing of the falling signal 119, and the pulse width shortening unit 120 shortens the pulse width of the falling signal 119 to speed up the falling time. Do.

링잉 제거부(121)는, 광／전기 변환 소자(106a, 106b)의 검출 신호가 광／전기 변환 소자(106a, 106b)와 신호 검출부(114) 사이에서 대기중 배선(113)을 통해 반사됨으로써 생긴 반사 신호가, 검출 신호에 중첩되어 하강 신호에 발생한 링잉을 제거한다.The ringing removal unit 121 reflects the detection signals of the photo/electric conversion elements 106a and 106b through the waiting wiring 113 between the photo/electric conversion elements 106a and 106b and the signal detection unit 114 The generated reflected signal is superimposed on the detection signal to remove ringing generated in the falling signal.

하강 신호 처리부(120)에서 링잉이 제거되어, 하강이 빠른 하강 신호(123)로서 출력되어 합성부(124)에 입력된다. 합성부(124)에서는, 상승 신호(118)와 하강 신호(123)를 합성하고, 검출 신호(125)로서 출력한다.Ringing is removed from the falling signal processing unit 120, and is output as a fast falling signal 123 and input to the synthesis unit 124. The synthesizing unit 124 synthesizes the rising signal 118 and the falling signal 123 and outputs it as a detection signal 125.

여기에서 각 신호의 모식도를 도 2에 나타낸다. (a)의 수신 신호(116)는, 상승은 고속이지만 하강이 느리고, 하강에 광／전기 변환 소자(106a, 106b)와 프리앰프(115)간의 반사에 의해 발생하는 링잉이 중첩되어 있다. (b)의 상승 신호(118)는 고속의 상승부를 분리한 신호이며, (c)의 하강 신호(119)는 하강 시간이 길고, 링잉이 중첩한 신호이다. (d)의 하강 신호(123)는 링잉이 제거되고, 하강도 고속으로 되어 있다. (b)의 상승 신호(118)와 (d)의 하강 신호(123)를 합성한 (e)의 검출 신호(125)는, 수신 신호(116)의 하강의 링잉이 제거됨과 함께 하강이 고속으로 된 신호이다.Here, a schematic diagram of each signal is shown in FIG. 2. The received signal 116 of (a) rises at a high speed, but falls slowly, and the ringing generated by reflection between the optical/electric conversion elements 106a and 106b and the preamplifier 115 is superimposed on the fall. The rising signal 118 in (b) is a signal obtained by separating the high-speed rising portion, and the falling signal 119 in (c) is a signal in which the falling time is long and ringing overlaps. The falling signal 123 in (d) has ringing removed, and the descending is also high. The detection signal 125 of (e) obtained by synthesizing the rising signal 118 of (b) and the falling signal 123 of (d) shows that the falling of the received signal 116 is eliminated and the falling is fast. Is the signal.

링잉 제거부(121)는, 예를 들면, 하이패스 필터 또는 적분기에 의해 구성된다. 또한, 펄스폭 단축부(122)는, 예를 들면, 로우패스 필터 또는 미분기에 의해 구성된다.The ringing removal unit 121 is constituted by, for example, a high pass filter or an integrator. Further, the pulse width shortening portion 122 is configured by, for example, a low pass filter or a differentiator.

검출 신호(125)는 ADC 변환기(133)에서 디지털 신호로 변환되고, 신호 처리／화상 생성 블록에 의해 화상 정보(128)로 변환되어 계측 관찰 검사 화상(132)으로서 컴퓨터(131)에 표시된다. 또한, 컴퓨터(131)의 유저 인터페이스(132)에서 설정한 항목은, 제어 신호(129)로서 제어부(126)에 들어간다. 그리고, 제어부(126)로부터 제어 신호(130)로서 신호 검출부(114)에 들어가 각종 파라미터의 설정이 행해진다.The detection signal 125 is converted into a digital signal by the ADC converter 133, converted into image information 128 by a signal processing/image generation block, and displayed on the computer 131 as a measurement observation inspection image 132. Further, the items set in the user interface 132 of the computer 131 enter the control unit 126 as a control signal 129. Then, the control signal 130 enters the signal detection unit 114 from the control unit 126 to set various parameters.

실시예 1에서는, 검출 파형의 상승과 하강을 분리 처리한다. 하강 신호는 링잉 처리한 후에 고속화를 도모하고, 상승 신호와 합성한다. 이에 따라, 링잉이 없는 검출 파형을 얻을 수 있다.In the first embodiment, the rising and falling of the detection waveform are processed separately. The falling signal is subjected to ringing, and then the speed is increased and synthesized with the rising signal. Accordingly, a detection waveform without ringing can be obtained.

실시예에서는, 신틸레이터(136)에 반사 전자(108)가 충돌할 경우에 대해서 설명했지만, 신틸레이터(136)에 이차 전자(103)가 충돌하여 광으로 변환될 경우에도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.In the embodiment, a case where the reflective electrons 108 collide with the scintillator 136 has been described, but the same effect can be obtained even when the secondary electrons 103 collide with the scintillator 136 and are converted into light. have.

[실시예 2][Example 2]

도 3을 참조하여, 실시예 2의 하전 입자선 시스템에 대해서 설명한다.With reference to FIG. 3, the charged particle beam system of Example 2 is demonstrated.

도 3에 나타내는 바와 같이, 대기중 배선(113)을 통해서 신호 검출부(114)에 전송되는 검출 신호를 프리앰프(115)의 후단에서 ADC(133)에 의해 디지털 신호로 변환하고 디지털 신호 처리에 의해, 도 1의 실시예 1의 신호 처리를 행한다. 각부(各部)의 파형은, 도 2에 나타낸 파형을 ADC(133)에서 샘플링 및 양자화한 디지털 신호이다. 그 밖의 구성에 대해서는, 실시예 1의 하전 입자선 시스템과 마찬가지이므로, 그 설명은 생략한다.As shown in Fig. 3, the detection signal transmitted to the signal detection unit 114 through the waiting line 113 is converted into a digital signal by the ADC 133 at the rear end of the preamplifier 115, and is processed by digital signal processing. , The signal processing of the first embodiment of Fig. 1 is performed. The waveform of each part is a digital signal obtained by sampling and quantizing the waveform shown in FIG. 2 by the ADC 133. Other configurations are the same as those of the charged particle beam system of Example 1, and thus description thereof will be omitted.

실시예 2는, 분리부(117), 링잉 제거부(121), 펄스폭 단축부(122) 및 합성부(124)의 처리를 디지털 신호 처리에 의해 실현할 수 있다. 이 때문에, 예를 들면, 도 4a에 나타내는 바와 같이, 신호 검출부(114)가 복수개 있을 경우에, 복수의 신호 검출부(114)간의 성능 불균일이나 온도 등의 환경 변화의 영향을 받지 않는 안정된 신호 처리가 가능해진다. 또한, LSI화에 의한 소형 집적화가 가능해진다.In the second embodiment, processing of the separation unit 117, the ringing removal unit 121, the pulse width reduction unit 122, and the synthesis unit 124 can be realized by digital signal processing. Therefore, for example, as shown in Fig. 4A, when there are a plurality of signal detection units 114, stable signal processing that is not affected by environmental changes such as temperature or performance unevenness between the plurality of signal detection units 114 is possible. It becomes possible. In addition, miniaturization can be achieved by LSI.

[실시예 3][Example 3]

도 4를 참조하여, 실시예 3의 하전 입자선 시스템에 대해서 설명한다.Referring to Fig. 4, the charged particle beam system of Example 3 will be described.

도 4는 전자 현미경 칼럼(112) 내에 복수의 광／전기 변환 소자(106) 등의 반도체 광변환 소자를 배치했을 경우의 실시예이다. 이 경우에는, 대기중 배선(113)을 통과한 검출 신호는 신호 검출부(114a∼114d)와 같이 광／전기 변환 소자(106)의 수에 상당한 신호 검출부(114)를 구비하고, 신호 검출부(114a∼114d)의 출력 신호(150a∼150d)를 연산부(134)에서 가감 연산한다. 이 가감 연산의 결과를 검출 신호(125)로서 출력한다. 그리고, 검출 신호(125)는, ADC(133)에 입력된다.4 is an example in which semiconductor photoconversion elements such as a plurality of photo/electric conversion elements 106 are disposed in the electron microscope column 112. In this case, the detection signal passing through the wiring 113 in standby is provided with a signal detection unit 114 corresponding to the number of optical/electric conversion elements 106 like the signal detection units 114a to 114d, and the signal detection unit 114a The output signals 150a to 150d of to 114d are added or subtracted by the operation unit 134. The result of this addition/subtraction operation is output as a detection signal 125. Then, the detection signal 125 is input to the ADC 133.

가감 연산시의 검출부 출력 신호와 검출 신호(125)의 파형예를 도 4b의 (a), (b), (c)에 나타낸다. (b)에 나타내는 바와 같이, 가산 연산시는 검출부 출력 신호의 진폭이 커진다. 또한, (c)에 나타내는 바와 같이, 감산 연산시는 검출부 출력 신호의 진폭이 작아진다. 유저는, 컴퓨터(131)에 표시되는 계측 관찰 검사 화상(132)을 보면서, 최적의 화상이 되도록 유저 인터페이스(132)를 조작한다. 이에 따라, 컴퓨터(131)로부터의 제어 신호(129)가 제어부(126)에 들어간다. 그리고, 제어부(126)로부터의 제어 신호(130)에 의해 연산부(134)를 제어한다. 이와 같이 하여, 가산 연산과 감산 연산을 전환하는 것이 가능해진다.Examples of waveforms of the detection unit output signal and detection signal 125 at the time of addition and subtraction calculation are shown in Figs. 4B (a), (b), and (c). As shown in (b), the amplitude of the detection unit output signal increases during the addition operation. Further, as shown in (c), the amplitude of the detection unit output signal decreases during subtraction operation. The user operates the user interface 132 to obtain an optimal image while viewing the measurement observation and inspection image 132 displayed on the computer 131. Accordingly, the control signal 129 from the computer 131 enters the control unit 126. Then, the operation unit 134 is controlled by the control signal 130 from the control unit 126. In this way, it becomes possible to switch between the addition operation and the subtraction operation.

또한, 전자 현미경 칼럼(112) 내에 배치된 복수의 광／전기 변환 소자(106a, 106b)는, 이득이나 지연 시간에 불균일이 있음과 함께, 온도 등의 주변 환경에 의해 이득이나 지연 시간이 변동한다. 이 불균일을 보정하기 위해, 유저 인터페이스(132)로부터의 제어 신호(129)를 제어부(126)에 넣는다. 그리고, 제어부(126)로부터의 제어 신호(130)를 신호 검출부(114a∼114d)에 넣어, 이득이나 지연 시간 등의 파라미터 설정을 행한다. 그 밖의 구성에 대해서는, 실시예 1의 하전 입자선 시스템과 마찬가지이므로, 그 설명은 생략한다.In addition, the plurality of optical/electric conversion elements 106a and 106b arranged in the electron microscope column 112 have non-uniformity in gain and delay time, and the gain or delay time fluctuates depending on the surrounding environment such as temperature. . In order to correct this unevenness, a control signal 129 from the user interface 132 is put into the control unit 126. Then, the control signal 130 from the control unit 126 is put into the signal detection units 114a to 114d, and parameters such as gain and delay time are set. Other configurations are the same as those of the charged particle beam system of Example 1, and thus description thereof will be omitted.

실시예 3에 따르면, 전자 현미경 칼럼(112) 내에 복수의 광／전기 변환 소자(106)의 불균일을 조정할 수 있다. 또한, 연산부(134)에서의 연산을 유저 인터페이스(132)에 의해 조정함으로써 고화질을 얻을 수 있다.According to Example 3, it is possible to adjust the unevenness of the plurality of light/electric conversion elements 106 in the electron microscope column 112. Further, by adjusting the calculation in the calculation unit 134 by the user interface 132, high quality can be obtained.

도 5에, 하강 신호 처리부(120)를 갖지 않는 종래 방식의 시뮬레이션 결과(a)와, 하강 신호 처리부(120)를 갖는 실시예의 시뮬레이션 결과(b)를 나타낸다.In FIG. 5, a simulation result (a) of a conventional method without the falling signal processing unit 120 and a simulation result (b) of an embodiment including the falling signal processing unit 120 are shown.

(a)의 종래 방식에서는, 검출 신호(125)의 피크 진폭이 저하하여 하강의 링잉이 잔류하고 있음을 알 수 있다. 이에 대하여, (b)의 실시예에서는, 검출 신호(125)가 고속으로 하강함과 함께, 하강의 링잉이 제거되어 있음을 알 수 있다.It can be seen that in the conventional method of (a), the peak amplitude of the detection signal 125 decreases, and the falling ringing remains. In contrast, in the embodiment (b), it can be seen that the detection signal 125 descends at a high speed and the ringing of the descending is eliminated.

112: 전자 현미경 칼럼 101: 전자총
102: 일차 전자 105: 편향기
106: 광／전기 변환 소자 107: 대물 렌즈
108: 반사 전자 109: 시료
110: 진공 내 배선 113: 대기중 배선
114: 신호 검출부 127: 신호 처리／화상 생성 블록
131: 컴퓨터 126: 제어부
117: 분리부 120: 하강 신호 처리부
124: 합성부112: electron microscope column 101: electron gun
102: primary electron 105: deflector
106: optical/electric conversion element 107: objective lens
108: reflective electron 109: sample
110: wiring in vacuum 113: wiring in air
114: signal detection unit 127: signal processing/image generation block
131: computer 126: control unit
117: separation unit 120: falling signal processing unit
124: synthesis unit

Claims (9)

하전 입자원으로부터 방출된 하전 입자선을 시료에 조사(照射)해서 발생하는 전자를 검출하는 검출부를 포함하는 하전 입자선 장치와, 상기 검출부의 검출 신호가 배선을 통해 입력되는 신호 검출부를 갖는 하전 입자선 시스템으로서,
상기 신호 검출부는,
상기 검출부의 검출 신호를, 상승 신호와 하강 신호로 분리하는 분리부와,
적어도 상기 하강 신호의 링잉(ringing)을 제거하는 하강 신호 처리부와,
상기 분리부에 의해 분리된 상승 신호와, 상기 하강 신호 처리부에 의해 상기 링잉이 제거된 하강 신호를 합성한 합성 신호를 생성하여 출력하는 합성부를 갖는 것을 특징으로 하는 하전 입자선 시스템.Charged particle beam device including a detection unit that detects electrons generated by irradiating a sample with charged particle rays emitted from a charged particle source, and a charged particle having a signal detection unit through which the detection signal of the detection unit is input through wiring As a line system,
The signal detection unit,
A separating unit for separating the detection signal of the detection unit into a rising signal and a falling signal,
A falling signal processing unit that removes at least ringing of the falling signal,
And a synthesis unit for generating and outputting a synthesized signal obtained by synthesizing the rising signal separated by the separating unit and the falling signal from which the ringing is removed by the falling signal processing unit. 제1항에 있어서,
상기 하강 신호 처리부는,
상기 하강 신호의 상기 링잉을 제거하는 링잉 제거부와,
상기 하강 신호의 펄스폭을 단축하는 펄스폭 단축부를 갖는 것을 특징으로 하는 하전 입자선 시스템.The method of claim 1,
The falling signal processing unit,
A ringing removal unit for removing the ringing of the falling signal,
Charged particle beam system, characterized in that it has a pulse width shortening unit for shortening the pulse width of the falling signal. 제1항에 있어서,
상기 분리부는,
상기 검출 신호의 상승의 에지와 피크를 검출하여, 상기 검출 신호를 상기 상승 신호와 상기 하강 신호로 분리하는 것을 특징으로 하는 하전 입자선 시스템.The method of claim 1,
The separation unit,
The charged particle beam system, characterized in that by detecting a rising edge and a peak of the detection signal, and separating the detection signal into the rising signal and the falling signal. 제2항에 있어서,
상기 링잉 제거부는,
상기 검출 신호가 상기 검출부와 상기 신호 검출부 사이에서 상기 배선을 통해 반사(反射)됨으로써 생긴 반사 신호가, 상기 검출 신호에 중첩되어 상기 하강 신호에 발생한 상기 링잉을 제거하는 것을 특징으로 하는 하전 입자선 시스템.The method of claim 2,
The ringing removal unit,
A charged particle beam system, characterized in that a reflected signal generated by reflecting the detection signal between the detection unit and the signal detection unit through the wiring is superimposed on the detection signal to remove the ringing generated in the falling signal. . 제2항에 있어서,
상기 링잉 제거부는, 하이패스 필터 또는 적분기에 의해 구성되고,
상기 펄스폭 단축부는, 로우패스 필터 또는 미분기에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 하전 입자선 시스템.The method of claim 2,
The ringing removal unit is configured by a high pass filter or an integrator,
The charged particle beam system, characterized in that the pulse width shortening portion is configured by a low pass filter or a differentiator. 제1항에 있어서,
상기 신호 검출부는, 상기 검출부의 검출 신호를 디지털 신호로 변환하고, 변환한 상기 디지털 신호를 상기 분리부에 출력하는 A／D 변환부를 갖는 것을 특징으로 하는 하전 입자선 시스템.The method of claim 1,
The signal detection unit has an A/D conversion unit that converts the detection signal of the detection unit into a digital signal and outputs the converted digital signal to the separation unit. 제1항에 있어서,
상기 하전 입자선 장치는, 복수의 상기 검출부를 갖고,
상기 복수의 검출부의 검출 신호는, 복수의 상기 신호 검출부에 각각 입력되고, 상기 복수의 신호 검출부의 출력 신호를 가산 연산 또는 감산 연산한 신호를 출력하는 연산부를 갖는 것을 특징으로 하는 하전 입자선 시스템.The method of claim 1,
The charged particle beam device has a plurality of the detection units,
And a calculation unit configured to output a signal obtained by adding or subtracting the output signals of the plurality of signal detection units, each of the detection signals of the plurality of detection units being input to the plurality of signal detection units. 제1항에 있어서,
상기 하전 입자선 장치의 상기 검출부는, 진공중에 배치되고,
상기 신호 검출부는, 대기중에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 하전 입자선 시스템.The method of claim 1,
The detection unit of the charged particle beam device is disposed in a vacuum,
The charged particle beam system, wherein the signal detection unit is disposed in the atmosphere. 제1항에 있어서,
상기 하전 입자선 장치의 상기 검출부는, 상기 하전 입자선을 상기 시료에 조사해서 발생하는 전자로서, 상기 시료로부터 반사된 반사 전자를 검출하는 것을 특징으로 하는 하전 입자선 시스템.The method of claim 1,
The charged particle beam system, wherein the detection unit of the charged particle beam device detects reflected electrons reflected from the sample as electrons generated by irradiating the charged particle beam onto the sample.
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